一次又一次,我看到它说使用async-await不会创建任何额外的线程。这是没有道理的,因为计算机一次可以做多件事的唯一方法是
实际上同时做多件事(并行执行,使用多个处理器) 通过调度任务并在它们之间切换来模拟它(做一点a,一点B,一点a,等等)。
因此,如果async-await都不做这些,那么它如何使应用程序具有响应性呢?如果只有1个线程,那么调用任何方法都意味着在执行其他操作之前等待该方法完成,并且该方法中的方法必须在继续执行之前等待结果,以此类推。
一次又一次,我看到它说使用async-await不会创建任何额外的线程。这是没有道理的,因为计算机一次可以做多件事的唯一方法是
实际上同时做多件事(并行执行,使用多个处理器) 通过调度任务并在它们之间切换来模拟它(做一点a,一点B,一点a,等等)。
因此,如果async-await都不做这些,那么它如何使应用程序具有响应性呢?如果只有1个线程,那么调用任何方法都意味着在执行其他操作之前等待该方法完成,并且该方法中的方法必须在继续执行之前等待结果,以此类推。
当前回答
我不打算和Eric Lippert或者Lasse V. Karlsen等人竞争,我只是想让大家注意这个问题的另一个方面,我想这个问题没有明确提到。
单独使用await并不能让你的应用神奇地做出响应。如果不管你在方法中做什么,你正在等待的UI线程阻塞,它仍然会阻塞你的UI,就像不可等待的版本一样。
你必须编写你的awaitable方法,以便它产生一个新线程或使用一个完成端口之类的东西(它将在当前线程中返回执行,并在完成端口收到信号时调用其他东西来继续)。但这部分在其他答案中有很好的解释。
其他回答
await和异步使用任务而不是线程。
框架有一个线程池,准备以Task对象的形式执行一些工作; 向池提交任务意味着选择一个已经存在的空闲线程来调用任务 操作方法。 创建一个任务就是创建一个新对象,远远快于创建一个新线程。
如果Task可以附加一个Continuation,那么它就是一个要执行的新Task对象 一旦线程结束。
因为async/await使用任务,它们不会创建一个新的线程。
虽然中断编程技术在每个现代操作系统中都被广泛使用,但我不认为它们是 有关。 你可以让两个CPU绑定任务在一个CPU上并行执行(实际上是交错执行) aysnc /等待。 这不能简单地用操作系统支持排队IORP的事实来解释。
上次我检查了编译器将异步方法转换为DFA,工作分为几个步骤, 每一个都以等待指令结束。 await启动它的Task,并为它附加一个continuation以执行下一个任务 的一步。
作为一个概念示例,下面是一个伪代码示例。 为了清晰起见,事情被简化了,因为我不记得所有的细节。
method:
instr1
instr2
await task1
instr3
instr4
await task2
instr5
return value
它会变成这样
int state = 0;
Task nextStep()
{
switch (state)
{
case 0:
instr1;
instr2;
state = 1;
task1.addContinuation(nextStep());
task1.start();
return task1;
case 1:
instr3;
instr4;
state = 2;
task2.addContinuation(nextStep());
task2.start();
return task2;
case 2:
instr5;
state = 0;
task3 = new Task();
task3.setResult(value);
task3.setCompleted();
return task3;
}
}
method:
nextStep();
1实际上,一个池可以有自己的任务创建策略。
我真的很高兴有人问这个问题,因为很长一段时间以来,我也认为线程对于并发性是必要的。当我第一次看到事件循环时,我以为它们是谎言。我对自己说:“如果这段代码在一个线程中运行,它就不可能是并发的”。请记住,这是在我已经经历了理解并发性和并行性之间区别的斗争之后。
经过我自己的研究,我终于找到了缺失的部分:select()。具体来说,IO多路复用,由不同的内核以不同的名称实现:select(), poll(), epoll(), kqueue()。这些是系统调用,尽管实现细节不同,但允许您传入一组文件描述符进行监视。然后,您可以进行另一个调用,该调用将阻塞,直到被监视的文件描述符之一发生变化。
因此,可以等待一组IO事件(主事件循环),处理第一个完成的事件,然后将控制权交还给事件循环。清洗并重复。
这是如何工作的呢?简而言之,这是内核和硬件级的魔力。计算机中除了CPU之外还有许多组件,这些组件可以并行工作。内核可以控制这些设备,并直接与它们通信以接收特定的信号。
这些IO多路复用系统调用是单线程事件循环(如node.js或Tornado)的基本构建块。当您等待一个函数时,您正在观察某个事件(该函数的完成),然后将控制权交还给主事件循环。当您正在观看的事件完成时,函数(最终)从它停止的地方开始。允许像这样暂停和恢复计算的函数称为协程。
总结其他答案:
Async/await通常是为IO绑定任务创建的,因为通过使用它们,调用线程不需要被阻塞。这在UI线程的情况下特别有用,因为我们可以确保它们在执行后台操作时保持响应(比如从远程服务器获取数据)。
Async不创建自己的线程。调用方法的线程用于执行异步方法,直到它找到一个可等待对象。然后,同一线程继续执行异步方法调用之外的调用方法的其余部分。注意,在被调用的async方法中,从awaitable返回后,该方法的提醒可以使用线程池中的线程执行——这是唯一出现单独线程的地方。
这并没有直接回答问题,但我认为它提供了一些有趣的额外信息:
Async和await本身不会创建新线程。但是根据你在哪里使用async-await,在await之前的同步部分可以运行在不同的线程上,而在await之后的同步部分则可以运行在不同的线程上(例如ASP。NET和ASP。NET核心表现不同)。
在基于ui线程的应用程序(WinForms, WPF)中,您将在之前和之后处于同一个线程上。但是当您在线程池线程上使用async-await时,await之前和await之后的线程可能不相同。
关于这个话题的一个很棒的视频
计算机能同时做多件事的唯一方法是(1)实际上同时做多件事,(2)通过调度任务和在任务之间切换来模拟它。如果async-await两者都不做
It's not that await does neither of those. Remember, the purpose of await is not to make synchronous code magically asynchronous. It's to enable using the same techniques we use for writing synchronous code when calling into asynchronous code. Await is about making the code that uses high latency operations look like code that uses low latency operations. Those high latency operations might be on threads, they might be on special purpose hardware, they might be tearing their work up into little pieces and putting it in the message queue for processing by the UI thread later. They're doing something to achieve asynchrony, but they are the ones that are doing it. Await just lets you take advantage of that asynchrony.
Also, I think you are missing a third option. We old people -- kids today with their rap music should get off my lawn, etc -- remember the world of Windows in the early 1990s. There were no multi-CPU machines and no thread schedulers. You wanted to run two Windows apps at the same time, you had to yield. Multitasking was cooperative. The OS tells a process that it gets to run, and if it is ill-behaved, it starves all the other processes from being served. It runs until it yields, and somehow it has to know how to pick up where it left off the next time the OS hands control back to it. Single-threaded asynchronous code is a lot like that, with "await" instead of "yield". Awaiting means "I'm going to remember where I left off here, and let someone else run for a while; call me back when the task I'm waiting on is complete, and I'll pick up where I left off." I think you can see how that makes apps more responsive, just as it did in the Windows 3 days.
调用任何方法都意味着等待该方法完成
这就是你所缺少的关键。方法可以在其工作完成之前返回。这就是异步的本质。方法返回,它返回一个任务,表示“这项工作正在进行中;完工后告诉我该做什么。”方法的工作没有完成,即使它已经返回。
在使用await操作符之前,您必须编写看起来像意大利面穿过瑞士奶酪的代码,以处理在完成之后还有工作要做,但返回和完成不同步的情况。Await允许您编写看起来像返回和完成是同步的代码,而实际上它们并没有同步。